DE102013100888A1 - Light concentrator or distributor - Google Patents

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Abstract

Licht-Konzentrator oder -Verteiler, der aus einer Mehrzahl von Lichtleitzellen (2) aufgebaut ist, die in einem transparenten Lichtleitkörper (1) aufgereiht sind. Die Lichtleitzellen (2) werden durch Grenzflächen (23) gebildet, die unter Zuhilfenahme von Laserstrahlung in dem Lichtleitkörper (1) erzeugt werden können.Light concentrator or distributor, which is constructed from a plurality of light guide cells (2) which are lined up in a transparent light guide body (1). The light guide cells (2) are formed by interfaces (23) which can be generated in the light guide body (1) with the aid of laser radiation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Licht-Konzentrator oder -Verteiler, insbesondere aus Glas, Glaskeramik, Optokeramik oder Kristall, zur Bündelung von Licht auf eine Mehrzahl von Lichtempfangselementen oder zur Aufspreizung und Kollimierung des Lichtes von kleinflächigen Lichterzeugern, sowie auf eine Vorrichtung mit einer Lichtquelle, einem Photodetektor oder einer -Photosolarzelle und mit einem Licht-Konzentrator oder Verteiler, ferner auf Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung dieser Licht-Konzentratoren oder -Verteiler. The invention relates to a light concentrator or distributor, in particular made of glass, glass ceramic, optoceramic or crystal, for focusing light on a plurality of light receiving elements or for spreading and collimating the light of small-area light generators, and to a device with a light source , a photodetector or photosolar cell, and a light concentrator or manifold, and methods and apparatus for producing these light concentrators or manifolds.

Unter „Licht“ wird im Zusammenhang mit der Erfindung nicht nur sichtbares Licht, sondern auch infrarotes Licht, ultraviolettes Licht oder Roentgenlicht verstanden, wenn solches Licht mit dem Licht-Konzentrator oder -Verteiler genutzt werden soll. In the context of the invention, "light" is understood to mean not only visible light but also infrared light, ultraviolet light or X-ray light if such light is to be used with the light concentrator or distributor.

Licht-Konzentratoren werden auf dem Gebiet der Konzentratorphotovoltaik (CPV) benötigt, um Sonnenlicht konzentriert auf kleine Flächen von Photozellen zu lenken. Der Wirkungsgrad von Photozellen ist nämlich bis zu einem gewissen Grad bei erhöhter Konzentration des Sonnenlichtes höher als bei natürlichem Sonnenschein. Als Licht-Konzentratoren werden üblicherweise Linsen und/oder diffraktiv-optische Kegelstumpfelemente verwendet, die als Vorsatzelemente von Rasteranordnungen oder Arrays von Photozellen benutzt werden. Die Vorsatzelemente können Stangenform aufweisen und werden dann im Pressverfahren hergestellt und poliert. Light concentrators are needed in the field of concentrator photovoltaics (CPV) to focus sunlight concentrated on small areas of photocells. The efficiency of photocells is, in fact, higher to some extent with increased concentration of sunlight than with natural sunshine. As light concentrators usually lenses and / or diffractive optical truncated cone elements are used, which are used as attachment elements of raster arrangements or arrays of photocells. The attachment elements can have bar shape and are then produced by pressing and polished.

Beispiele für Licht-Konzentratoren als Vorsatzelemente von Solarzellen finden sich in WO 12/046376 A , WO 11/081090 A , CN 102109670 A , JP 2010212280 A , US 2010/024,867 A , CN 201289854 Y , CN 101355114 A , CN 101192632 A , US 2002/148,497 A , US 6,051,776 A , sowie JP 20000022194 A . Bei diesen bekannten Elementen wird die optische Funktion der Lichtkonzentration durch die geometrische Kontur der Elemente bestimmt, die im Querschnitt zumeist eine trichterförmige Ausbildung haben. Dies macht besonders angepasste Haltekonstruktion von Photovoltaikanlagen erforderlich, die sich wegen Schwierigkeiten der Abdichtung gegenüber Regen nicht gut in Dachflächen integrieren lassen. Examples of light concentrators as attachment elements of solar cells can be found in WO 12/046376 A . WO 11/081090 A . CN 102109670 A . JP 2010212280 A . US 2010 / 024,867 A . CN 201289854 Y . CN 101355114 A . CN 101192632 A . US 2002 / 148,497 A . US 6,051,776 A , such as JP 20000022194 A , In these known elements, the optical function of the light concentration is determined by the geometric contour of the elements, which in cross-section usually have a funnel-shaped design. This requires particularly adapted retaining construction of photovoltaic systems, which can not be integrated well in roof areas due to difficulties in sealing against rain.

Unter einem „Licht-Verteiler“ wird im Zusammenhang mit der Erfindung eine Licht-Konzentrator-Anordnung verstanden, bei der das Licht die Anordnung gewissermaßen in umgekehrter Richtung durchsetzt. In the context of the invention, a "light distributor" is understood to mean a light concentrator arrangement in which the light, as it were, passes through the arrangement in the opposite direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Licht-Konzentratoren oder -Verteiler zu schaffen, deren optische Funktion nicht allein durch die geometrische Außenkontur bestimmt wird. Der Licht-Konzentrator oder -Verteiler soll auch in Form von Stäben oder Platten herstellbar sein, die als Strukturelemente nutzbar sind. Als Konzentrator eingesetzt soll das Licht konzentriert und dennoch möglichst gleichmäßig (homogen) verteilt auf die Photovoltaikzelle zugeführt werden können. Als Lichtverteilter eingesetzt soll das Licht, ausgehend von kleinflächigen Lichterzeugern wie z.B. LEDs, OLEDs oder Laser, gleichmäßig über größere Flächen verteilt dargeboten werden können. The invention has for its object to provide light concentrators or distributors whose optical function is not determined solely by the geometric outer contour. The light concentrator or distributor should also be producible in the form of rods or plates, which can be used as structural elements. When used as a concentrator, the light should be concentrated and yet distributed as evenly as possible (homogeneously) to the photovoltaic cell. Used as a light distribution is the light, starting from small-area light generators such. LEDs, OLEDs or lasers can be presented evenly distributed over larger areas.

Die Lösung der gestellten Aufgabe findet sich in der Kombination der Merkmale der Ansprüche. The solution of the problem is found in the combination of the features of the claims.

Im Einzelnen gibt es einen transparenten Lichtleitkörper, der aus organischen oder anorganischen transparenten Dielektrika bestehen kann und äußerlich als Stab oder als Platte ausgebildet sein kann und in dessen Inneren sich eine Vielzahl von inneren Grenzflächen befindet, die eine Mehrzahl von Lichtleitzellen bilden. Diese Lichtleitzellen weisen eine größere und eine kleinere Basisfläche auf, wie sie bei Pyramidenstümpfen, Kegelstümpfen oder Paraboloidstümpfen vorkommen. Die Mäntel dieser Stümpfe bilden die inneren Grenzflächen im Lichtleitkörper, die das Licht durch Beugung, Reflexion oder Totalreflexion je nach Durchgangsrichtung auf die kleinere oder größere Basisfläche des Stumpfes lenken. Die im Lichtleitkörper ausgebildeten Grenzflächen setzen sich aus Luftspalten, aus Flächen mit örtlich stark variiertem Brechungsindex oder Strukturierungselementen zusammen, die in Lichtausbreitungsrichtung gesehen kleiner sind als die Lichtwellenlänge des Nutzlichtes, das mit dem Licht-Konzentrator oder -Verteiler bei dessen Einsatz benutzt werden soll. Indem die inneren Grenzflächen schräg zur Richtung des einfallenden oder austretenden Lichtes verlaufen, gibt es zumindest Reflexion oder bei größeren Einfallswinkeln gegenüber der Senkrechten Totalreflexion an diesen Grenzflächen und damit eine Hinlenkung zu der betreffenden Basisfläche der Lichtleitzelle. Specifically, there is a transparent light guide body, which may consist of organic or inorganic transparent dielectrics and may be externally formed as a rod or as a plate and in the interior of which a plurality of inner boundary surfaces forming a plurality of Lichtleitzellen. These light guides have a larger and a smaller base area, as they occur in truncated pyramids, truncated cones or Paraboloidstümpfen. The shells of these stumps form the inner boundary surfaces in the light guide, which direct the light by diffraction, reflection or total reflection depending on the direction of passage on the smaller or larger base surface of the stump. The interfaces formed in the optical waveguide are composed of air gaps, of areas with locally greatly varied refractive index or structuring elements, which are smaller in the light propagation direction than the wavelength of light of the useful light to be used with the light concentrator or distributor in its use. By the inner boundary surfaces running obliquely to the direction of the incident or emergent light, there is at least reflection or at larger angles of incidence with respect to the vertical total reflection at these interfaces and thus a deflection to the respective base surface of the Lichtleitzelle.

Die Strukturierungselemente der inneren Grenzflächen können aus Luftspalten, aus Flächen mit einem örtlich variiertem Brechungsindex oder aus sehr kleinen Volumenelementen, quasi Null-dimensionalen Elementen, hier genannt als Punktstellen, bestehen, wie sie durch fokussierte Laserbestrahlung erzeugt werden können. Solche Punktstellen weisen einen inneren Bereich erhöhten Brechungsindex und einen äußeren Bereich verringerten Brechungsindex auf, alles kleiner als die Wellenlänge des verwendeten Lichtes. Bei einem Abstand der Punktstellen, der kleiner als die Wellenlänge des verwendeten Lichtes ist, erfolgt Reflexion an der durch die Punktstellen aufgespannten inneren Grenzfläche. The structuring elements of the inner boundary surfaces may consist of air gaps, of surfaces with a locally varied refractive index or of very small volume elements, quasi zero-dimensional elements, referred to here as point locations, as they can be generated by focused laser irradiation. Such dot locations have an inner region of increased refractive index and an outer region of reduced refractive index, all smaller than the wavelength of the light used. At a distance of the dot locations, which is smaller than the wavelength of the light used, reflection takes place at the inner boundary surface spanned by the dot locations.

Die Strukturierungselemente der inneren Grenzflächen können auch aus Nano-Rissen, quasi 1-dimensionalen Strukturen, bestehen, wie sie durch fokussierte Laserbestrahlung mit hoher Strahlqualität und guten Mikroskopobjektiven (NA > 0,8) bei Wellenlängen von z.B 180–2000 nm erzeugt werden können. Die Nano-Risse sind genügend klein gegenüber der Nutzwellenlänge, so dass sie das Nutzlicht beugen, brechen oder totalreflektieren, aber nicht überwiegend streuen, wie das bei Mikrorissen der Fall wäre. The structuring elements of the inner boundary surfaces can also consist of nano-cracks, quasi 1-dimensional structures, as can be produced by focused laser irradiation with high beam quality and good microscope objectives (NA> 0.8) at wavelengths of, for example, 180-2000 nm. The nano-cracks are sufficiently small compared to the useful wavelength so that they bend, break or totally reflect the useful light, but do not scatter predominantly, as would be the case with microcracks.

Die Strukturierungselemente der inneren Grenzflächen können schließlich auch aus 2-dimensionalen Wandstrukturen von 3-dimensionalen Kanälen bestehen, wie sie durch Materialabtrag mittels mechanischer Bearbeitung (Sägen, Schleifen oder Polieren), Ätzverfahren (chemisch oder physikalisch) oder Laser erzeugt werden können. Auch hier sind Flächen mit geringer Rauhigkeit und daher mit wenig Streueffekt von Vorteil. Finally, the structuring elements of the inner boundary surfaces can also consist of 2-dimensional wall structures of 3-dimensional channels, as can be produced by material removal by means of mechanical processing (sawing, grinding or polishing), etching processes (chemical or physical) or laser. Again, areas with low roughness and therefore with little scattering effect of advantage.

Das Material der Lichtleitkörper richtet sich nach dem Anwendungszweck der Licht-Konzentratoren oder -Verteiler. Häufig wird Glas, Glaskeramik, Optokeramik oder Kristall in Stabform oder Plattenform zum Einsatz kommen. Diese stellten ein dauerhaftes, solarisationsbeständiges und chemisch stabiles Material dar, und die äußere Form kann durch ein kostengünstiges Verfahren wie z.B. mit einem Heißformungsverfahren direkt aus der Schmelze oder bei den Optikeramiken durch das Pressen von Nanopulvern und einem nachfolgenden Sinterschritt hergestellt werden. Bei Verwendung von Kunststoffen kann die äußere Form kostengünstig durch Spritzguss, Heißformung, Blasformen oder auch spezielle Tiefziehprozesse hergestellt werden. Als Lichteintritts- und -Austrittsfläche für die Lichtleitzellen können mit bekannten Techniken Linsenformen hergestellt werden, welche die optische Funktion der inneren Grenzflächen ergänzen. Die Lichtleitkörper können im Strangziehverfahren, im Walzverfahren, im Heißprägeverfahren oder im Kaltverarbeitungsverfahren (Schleifen oder Polieren) mit jeder gewünschten äußeren Kontur versehen werden, wonach eine oder mehrere Reihen von Lichtleitzellen im Inneren des Lichtleitkörpers erzeugt werden. The material of the light guide body depends on the application of the light concentrators or distributors. Often glass, glass ceramic, optoceramic or crystal in rod form or plate form will be used. These constituted a durable, solarization resistant and chemically stable material, and the outer shape can be reduced by a low cost process such as, e.g. be prepared with a hot forming process directly from the melt or in the optical ceramics by the pressing of nanopowders and a subsequent sintering step. When using plastics, the outer shape can be inexpensively produced by injection molding, hot forming, blow molding or special deep-drawing processes. As the light entry and exit surface for the light guide channels, lens forms can be produced by known techniques which supplement the optical function of the inner boundary surfaces. The light guide bodies can be provided with any desired outer contour in the pultrusion, rolling, hot embossing or cold processing (grinding or polishing) process, after which one or more rows of light director are created inside the light guide body.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung. Dabei zeigt: Further details of the invention will become apparent from the following embodiments in conjunction with the drawings. Showing:

1a einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen, 1a a rod-shaped or band-shaped light concentrator with a series of light guides,

1b einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen mit Linsen, 1b a rod or ribbon-shaped light concentrator with a series of light guides with lenses,

1c einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitarray, 1c a rod or ribbon-shaped light concentrator with a row of light guide array,

1d einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator in Trapezform mit einer Reihe von Lichtleitzellen, 1d a rod-shaped or band-shaped light concentrator in a trapezoidal shape with a series of light-guiding channels,

1e einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen mit Zylinderlinse, 1e a rod-shaped or band-shaped light concentrator with a row of light guides with cylindrical lens,

1f einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen mit Zylinderlinse und Lichtsendern (LED, OLED oder Laser), Photodetektoren oder Photosolarzellen. 1f a rod or band-shaped light concentrator with a series of light guides with cylindrical lens and light emitters (LED, OLED or laser), photodetectors or photosolar cells.

1g einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen mit Konvex- und Konkavlinsen und Lichtsendern (LED, OLED oder Laser), Photodetektoren oder Photosolarzellen. 1g a rod or band-shaped light concentrator with a series of light directories with convex and concave lenses and light emitters (LED, OLED or laser), photodetectors or photosolar cells.

2 Einzelne Formen von Lichtleitzellen, 2 Individual forms of light guides,

3 einen Längsschnitt durch eine Lichtleitzelle, 3 a longitudinal section through a light guide,

4 eine Darstellung der optischen Lichtintensitätsfunktion, bestehend aus 8 Maxima, am unteren Rand der Lichtleitzellen, 4 a representation of the optical light intensity function, consisting of 8 maxima, at the bottom of the light guide,

5 ein erstes Herstellungsschema von Lichtleitzellen mit örtlich variierten Brechungsindex von inneren Grenzflächen, 5 a first production scheme of locally varied refractive indices of inner boundaries,

6 ein weiteres Schema der Herstellung von Lichtleitzellen mit Nano-Rissen zur Bildung innerer Grenzflächen, und 6 another scheme of the preparation of light-conducting nano-cracks to form internal interfaces, and

7 ein weiteres Schema der Herstellung von Lichtleitzellen mit Kanälen zur Bildung der inneren Grenzflächen. 7 another scheme of the production of light guides with channels to form the inner interfaces.

1a zeigt einen als Zellen-Array ausgebildeten Licht-Konzentrator in perspektivischer Darstellung. Ein aus einem transparenten Dielektrikum bestehender Lichtleitkörper 1 weist eine Oberseite als Lichteintrittseite und eine Unterseite als Lichtaustrittsseite auf. Im Inneren des Lichtleitkörpers 1 ist eine Reihe von Lichtleitzellen 2 nebeneinander angeordnet und bilden ein Zeilen-Anordnung von Lichtleitern. Die Lichtleitzellen 2 haben die Form von Pyramidenstümpfen mit einer größeren Basisfläche 21 und einer kleineren Basisfläche 22 sowie mit Schrägflächen als Mantel 23. Die Basisflächen 21 oder 22 können bündig mit der Oberseite oder mit der Unterseite des Lichtleitkörpers 1 liegen, müssen es aber nicht. Möglich ist auch, dass die kleinere und/oder die größere Basisfläche im Inneren des Lichtleitkörpers angeordnet ist beziehungsweise sind, und zwar zur Oberseite beziehungsweise zur Unterseite benachbart angeordnet. Als Abmaße der Lichtleitzellen 2 kommen folgende Werte in Betracht: Seite der größeren Basisfläche: 1 bis 100 mm, bevorzugt 2 bis 25 mm; Seite der kleineren Basisfläche: 0,2 bis 50 mm, bevorzugt 0,4 bis 5 mm; Höhe der Lichtleitzellen: 0,1 bis 50 mm, bevorzugt 1 bis 10 mm; Verhältnis der Seitenlängen der Basisflächen: 1 bis 10, bevorzugt 3 bis 6. 1a shows a trained as a cell array light concentrator in perspective view. An existing of a transparent dielectric light guide body 1 has an upper side as a light entrance side and a lower side as a light exit side. Inside the light guide 1 is a series of light directories 2 arranged side by side and form a line array of optical fibers. The light directories 2 have the shape of truncated pyramids with a larger base area 21 and a smaller base area 22 as well as with inclined surfaces as a coat 23 , The base areas 21 or 22 can be flush with the top or bottom of the light guide 1 But they do not have to be. It is also possible that the smaller and / or the larger base surface is or are arranged in the interior of the optical waveguide, namely arranged adjacent to the top or to the bottom. As dimensions of the light guides 2 the following values are possible: side of the larger base area: 1 to 100 mm, preferably 2 to 25 mm; Side of the smaller base area: 0.2 to 50 mm, preferably 0.4 to 5 mm; Height of the light guide: 0.1 to 50 mm, preferably 1 to 10 mm; Ratio of the side lengths of the base surfaces: 1 to 10, preferably 3 to 6.

Der Lichtleitkörper kann eine Länge und Breite im Bereich von 10 bis 2000 mm (bevorzugt 50 bis 200 mm) sowie eine Höhe im Bereich von 0,1 bis 50 mm (bevorzugt 1 bis 10mm) aufweisen, dass heißt er kann auch Plattenform mit mehreren Reihen von Lichtleitzellen 2 annehmen. The light guide body may have a length and width in the range of 10 to 2000 mm (preferably 50 to 200 mm) and a height in the range of 0.1 to 50 mm (preferably 1 to 10 mm), that is, it may also plate shape with multiple rows of light directories 2 accept.

Die Ober- und Unterseite des Lichtleitkörpers 1a kann abweichend von der Darstellung als ebene Fläche auch eine Oberflächenstruktur aufweisen, die sich über die Lichtleitzellen 2 erstreckt und eine Lichtsammelfunktion aufweist, um mehr Licht in die jeweils zugeordnete Lichtleitzelle hineinzubringen. In diesem Sinne zeigt die 1b einen als Zellen-Array ausgebildeten Licht-Konzentrator in perspektivischer Darstellung. Die Lichtsammelfunktion kann durch eine gewölbte Fläche 24 über jeder einzelnen Lichtleitzelle 2 in sphärischer, asphärischen oder freien Form verwirklicht werden. The top and bottom of the light guide 1a may deviate from the representation as a flat surface also have a surface structure that extends beyond the Lichtleitzellen 2 extends and has a light collecting function to bring in more light in the associated Lichtleitzelle. In this sense, the shows 1b a trained as a cell array light concentrator in perspective view. The light collecting function can be through a curved surface 24 above each individual light guide 2 be realized in spherical, aspherical or free form.

1c zeigt einen als 2D-Zellen-Array ausgebildeten Licht-Konzentrator in perspektivischer Darstellung. 1c shows a designed as a 2D cell array light concentrator in perspective view.

1d zeigt einen als 1D-Zellen-Array ausgebildeten Licht-Konzentrator in perspektivischer Darstellung. Die Seitenflächen 25 laufen aufeinander zu. Die Querschnittsflächen 26 sind als Trapez ausgebildet. Die Seitenflächen können abweichend von der Darstellung auch parabolisch geformt sein. 1d shows a trained as a 1D cell array light concentrator in perspective view. The side surfaces 25 run towards each other. The cross-sectional areas 26 are designed as trapeze. The side surfaces may also be parabolically shaped, differing from the illustration.

1e zeigt einen als 1D-Zellen-Array ausgebildeten Licht-Konzentrator in perspektivischer Darstellung mit Zylinderlinse. 1e shows a designed as a 1D cell array light concentrator in perspective view with cylindrical lens.

1f zeigt einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen mit Zylinderlinse 27 und Lichtsendern 28 (LED, OLED oder Laser)oder mit Photodetektoren bzw. Photosolarzellen 4. Als Photosolarzelle können organische oder anorganische Dünnschichtzellen, kristalline Zellen oder Mehrfachzellen verwendet werden. Zwischen den Lichtleitzellen 2 befindet sich je ein Keilraum 20, der mit Luft oder einem Füllmaterial gefüllt ist, dessen Berechnungsindex kleiner als der Berechnungsindex des Materials der Lichtleitzellen 2 ist. 1f shows a rod or ribbon-shaped light concentrator with a series of Lichtleitellen with cylindrical lens 27 and light transmitters 28 (LED, OLED or laser) or with photodetectors or photosolar cells 4 , As the photo-solar cell, organic or inorganic thin-film cells, crystalline cells or multiple cells can be used. Between the light guides 2 there is ever a wedge room 20 filled with air or a filler whose index of calculation is less than the index of calculation of the material of the light-directors 2 is.

1g zeigt einen stab- oder bandförmigen Licht-Konzentrator mit einer Reihe von Lichtleitzellen mit Konvex- und Konkavlinsen an Ober- und Unterseite jeder Lichtleitzelle 2 und mit Lichtsendern 28 (LED, OLED oder Laser), oder mit Photodetektoren oder Photosolarzellen 4 auf einem Kühlkörper. 1g shows a rod or ribbon-shaped light concentrator with a series of light directories with convex and concave lenses at the top and bottom of each light guide 2 and with light transmitters 28 (LED, OLED or laser), or with photodetectors or photosolar cells 4 on a heat sink.

Wenn der Lichtleitkörper 1 mit einem Lichtsender 28 bei der kleineren Basisfläche 22 betrieben wird, kann man von einer Beleuchtungseinrichtung sprechen, die über die größere Basisfläche 21 bzw. über eine Linse 24 oder 27 Nutzlicht abgibt. When the light guide body 1 with a light transmitter 28 at the smaller base area 22 is operated, one can speak of a lighting device, which has the larger base area 21 or via a lens 24 or 27 Emits useful light.

Es ist auch möglich, das Nutzlicht durch Lichtkonversion zu gewinnen. In einem solchen Fall benutzt man ein transparentes Dielektrikum, das mit einem Licht konvertierenden oder fluoreszierenden Material dotiert ist und das 50 % oder mehr des Lichtsendelichtes passieren lässt und den Rest absorbiert bzw. konvertiert. It is also possible to gain the useful light by light conversion. In such a case, use is made of a transparent dielectric doped with a light-converting or fluorescent material which passes 50% or more of the light-emitting light and absorbs or converts the rest.

Wenn der Lichtleitkörper der 1f, 1g Photodetektoren bzw. Photosolarzellen 4 aufweist und mit Außenlicht, z.B. Sonnenlicht beaufschlagt wird, dann kann man von einer Photoempfängervorrichtung oder einer Photovoltaische Vorrichtung sprechen. Bei diesen Vorrichtungen können vorteilhaft stabförmige und plattenförmige Bauformen der Lichtleitkörper 1 benutzt werden. If the light guide of the 1f . 1g Photodetectors or Photosolarzellen 4 and is exposed to external light, for example sunlight, then one can speak of a photoreceiver device or a photovoltaic device. In these devices can advantageously rod-shaped and plate-shaped designs of the light guide 1 to be used.

2 zeigt mehrere mögliche Formen der Lichtleitzellen 2, darunter einen Pyramidenstumpf, einen Kegelstumpf, eine konische Wabe und einen Paraboloidstumpf. 2 shows several possible forms of the Lichtleitzellen 2 including a truncated pyramid, a truncated cone, a conical honeycomb and a paraboloid stump.

3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Lichtleitzelle 2 im Zusammenwirken mit einem Lichtbündel 3, das an der Basisfläche 21 der Lichtleitzelle eintritt, an den Schrägflächen des Mantels 23 reflektiert wird und an der kleinen Basisfläche 22 austritt. Unmittelbar hinter der kleinen Basisfläche 22 kann sich eine Photozelle 4 der Photovoltaikanlage befinden. Wenn die größere Basisfläche 21 die Größe A aufweist und die kleine Basisfläche die Größe a, dann wird die auf der Photozelle ankommende Lichtintensität um den Faktor A/a erhöht. 3 shows a longitudinal section through a light guide 2 in cooperation with a light beam 3 at the base area 21 the Lichtleitzelle enters, on the inclined surfaces of the shell 23 is reflected and at the small base area 22 exit. Immediately behind the small base area 22 can a photocell 4 the photovoltaic system are located. If the larger base area 21 has the size A and the small base area is the size a, then the light intensity arriving on the photocell is increased by the factor A / a.

Es versteht sich, dass die Lichtleitzelle 2 auch in umgekehrter Richtung, mit der kleineren Basisfläche 22 als Lichteintrittsseite und der größeren Basisfläche 21 als Lichtaustrittsseite benutzt werden kann. Eine solche Anordnung kann als Leuchtfeld dienlich sein. It is understood that the light guide 2 also in the opposite direction, with the smaller base area 22 as light entrance side and the larger base area 21 can be used as a light exit side. Such an arrangement can be useful as a light box.

4 zeigt die Wirkungsweise einer Zeile von Lichtleitzellen, die mit Licht bestrahlt werden, auf eine Photozelle oder einen Detektor 4, dessen Nachweisstrom dargestellt ist. Einfallendes Licht durchsetzt den Lichtleitkörper mit den Lichtleitzellen darin und tritt konzentriert an den kleineren Basisflächen der Lichtleitzellen aus. Jeder Lichtleitzelle ist ein Lichtaustrittskegel mit einigermaßen ebener Spitze zugeordnet. Das bildet sich in dem Verlauf des Nachweisstromes 40 ab. 4 shows the operation of a line of light-directing light-irradiated cells on a photocell or a detector 4 whose detection current is shown. Incident light passes through the light guide body with the light guides therein and emerges concentrated at the smaller base surfaces of the light guide. Each light guide is a light exit cone with a fairly level Associated with lace. This forms in the course of the detection current 40 from.

5 zeigt eine Anlage zur Erzeugung eines Licht-Konzentrators oder -Verteilers. Ein Titan-Saphir-Laser 5 (Ti:Al2O3-Laser) mit einer Pulsbreite kleiner 100 fs und einer Wellenlänge von etwa 850 nm wird modengelockt betrieben und gibt seine Strahlung 50 über eine optische Diode 51, eine λ/2-Platte 52 und einen Polarisator 53 sowie gegebenenfalls über ein Umlenksystem 54 an einen Strahlteiler 55 ab, der einen kleineren Leistungsteil an einem Leistungsmesser 56 ablenkt und einen größeren Leistungsteil einem Mikroskopobjektiv 57 (Leistungswerte 100x, NA:0,8) zuführt. Die Laserstrahlung wird innerhalb des Lichtleitkörpers 1 fokussiert, der als Werkstück in einem Werkstückhalter 10 platziert ist. Der Werkstückhalter 10 ist relativ zu dem Mikroskopobjektiv 57 in X-, Y- und Z-Richtung fein verstellbar. Eine Steuereinrichtung 58 ist mit dem Laser 5, dem Leistungsmesser 56 und dem Werkstückhalter 10 verbunden, um den Ablauf der Bearbeitung des Lichtleitkörpers 1 zu steuern und zu regeln. Es können auch andere Laser mit einer Pulsbreite < 1 psec und mit einer Wellenlänge im Bereich 180 nm bis 2000 nm verwendet werden. 5 shows a system for generating a light concentrator or distributor. A titanium sapphire laser 5 (Ti: Al 2 O 3 laser) with a pulse width of less than 100 fs and a wavelength of about 850 nm is operated mode locked and gives its radiation 50 via an optical diode 51 , a λ / 2 plate 52 and a polarizer 53 as well as possibly via a deflection system 54 to a beam splitter 55 starting with a smaller power section on a power meter 56 deflects and a larger power part of a microscope objective 57 (Power values 100x, NA: 0.8). The laser radiation is within the light guide body 1 Focused as a workpiece in a workpiece holder 10 is placed. The workpiece holder 10 is relative to the microscope objective 57 finely adjustable in the X, Y and Z directions. A control device 58 is with the laser 5 , the power meter 56 and the workpiece holder 10 connected to the process of processing the light guide 1 to control and regulate. Other lasers with a pulse width <1 psec and with a wavelength in the range 180 nm to 2000 nm can also be used.

6 zeigt ein weiteres Schema der Bearbeitung eines Lichtleitkörpers 1 zur Herstellung eines Licht-Konzentrators. Es sind zwei Laser 6 und 7 zur Abgabe von Laserstrahlung 60 beziehungsweise 70 hoher Strahlqualität M < 2 vorgesehen, das über optische Dioden 61 beziehungsweise 71, λ/2-Platten 62 beziehungsweise 72, Polarisatoren 63 beziehungsweise 73, Umlenksysteme 64 beziehungsweise 74 je einem Mikroskopobjektiv 67 beziehungsweise 77 (Leistungswerte 100X, NA > 0,8) zugeführt wird, die auf eine Punktstelle in dem Lichtleitkörper 1 fokussieren. Außerdem sind noch ein Leistungsmesser 76 und eine Steuereinrichtung 68 vorgesehen, die die Laser 6, 7 sowie den Werkstückhalter 10 steuert. Im Bereich des Werkstückhalters 10 kann eine Absaugeinrichtung 11 vorgesehen sein. Der Laser 6 ist ein Neodym-Granat-Laser (Nd-YAG-Laser), der frequenzverdreifacht mit 354,6 nm Wellenlänge bei einer Impulsbreite von 1 ps betrieben werden kann. Der Laser 7 ist ein XeF-Laser mit einer Betriebswellenlänge von 351 nm und einer möglichen Pulsbreite von 1 ps. Es können aber auch andere Lasertypen im Wellenlängenbereich von 180 nm bis 2000 nm verwendet werden. Es ist vorteilhaft, wenn sich die Wellenlängen der beiden Laser unterscheiden. 6 shows another scheme of processing a light guide 1 for producing a light concentrator. There are two lasers 6 and 7 for the emission of laser radiation 60 respectively 70 high beam quality M <2 provided by optical diodes 61 respectively 71 , λ / 2 plates 62 respectively 72 , Polarizers 63 respectively 73 , Deflection systems 64 respectively 74 one microscope objective each 67 respectively 77 (Power values 100X, NA> 0.8) supplied to a point location in the light guide body 1 focus. There is also a power meter 76 and a controller 68 provided the lasers 6 . 7 as well as the workpiece holder 10 controls. In the area of the workpiece holder 10 can be a suction device 11 be provided. The laser 6 is a neodymium garnet laser (Nd-YAG laser) that can be frequency-tripled at 354.6 nm wavelength with a pulse width of 1 ps. The laser 7 is an XeF laser with an operating wavelength of 351 nm and a possible pulse width of 1 ps. However, other laser types in the wavelength range from 180 nm to 2000 nm can also be used. It is advantageous if the wavelengths of the two lasers differ.

7 zeigt eine Anlage zur Erzeugung von Licht-Konzentratoren mit inneren Grenzflächen aus Kanälen. Mit 6 übereinstimmende Vorrichtungsteile werden mit den gleichen Bezugszeichen belegt. Wie zuvor ist eine Steuereinrichtung 78 zur Steuerung des Lasers 7 und des Werkstückhalters 10 vorgesehen. Der Laser 7 ist ein gepulster UV-Laser (λ = 351 nm) mit hoher Energiedichte größer 100 J/cm2. Die Pulsbreiten liegen im Bereich von 100 fs bis 10 ns. Das Mikroskopobjektiv 77 hat Werte von 50x, NA = 0,8. Es können aber auch andere Lasertypen mit einer Laseremission im Wellenlängenbereich von 180 nm bis 2000 nm verwendet werden. 7 shows a plant for the production of light concentrators with internal interfaces of channels. With 6 Matching device parts are given the same reference numerals. As before, a control device 78 for controlling the laser 7 and the workpiece holder 10 intended. The laser 7 is a pulsed UV laser (λ = 351 nm) with a high energy density greater than 100 J / cm 2 . The pulse widths are in the range of 100 fs to 10 ns. The microscope objective 77 has values of 50x, NA = 0.8. However, other laser types with a laser emission in the wavelength range from 180 nm to 2000 nm can also be used.

Ausgehend von einem Lichtleitkörper aus einem transparentem Dielektrikum, insbesondere Glas, Glaskeramik, Optokeramik oder Kristall, erfolgt die Herstellung der Licht-Konzentratoren mit inneren Grenzflächen aus Punktstellen von örtlich variiertem Brechungsindex mit der Anlage nach 5. Die Laserstrahlung 50 wird mit ausreichender Feldstärke an einen Punkt 12 fokussiert, der an einer Schnittstelle zwischen den Schrägflächen des Mantels 23 der Lichtleitzelle 2 und der kleinen Basisfläche 22 einer Lichtleitzelle 2 liegt. Bedingt durch die hohe Feldstärke am Brennpunkt entsteht eine örtliche Verdichtung des Materials mit Erhöhung des Brechungsindexes an dieser Punktstelle und eine Verringerung der Verdichtung um die Verdichtungsstelle herum mit einer Erniedrigung des Brechungsindexes, dass heißt, eine Punktstelle mit örtlich variiertem Brechungsindex. Nunmehr wird der Werkstückhalter 10 parallel zur Oberseite oder Unterseite des Lichtleitkörpers in Y- oder Z-Richtung um ein Stück verfahren, das weniger als die Wellenlänge des Nutzlichtes beträgt, mit dem der Licht-Konzentrator verwendet werden soll. Es wird ein Laserblitz abgegeben und damit erneut eine Punktstelle mit örtlich variiertem Brechungsindex erzeugt. In dieser Weise werden Punktstellen durch „Einschreiben“ aneinandergereiht, bis eine Zeile entlang oder parallel zur Kante zwischen einer Mantelschrägfläche 23 und der kleinen Basisfläche 22 vervollständigt worden ist. Danach wird das Werkstück in X-Richtung um einen Betrag verstellt, der kleiner als die Wellenlänge des Nutzlichtes ist, mit dem der Licht-Konzentrator verwendet werden soll. Es wird mit der Erzeugung von neuen Punktstellen durch „Einschreiben“ entlang einer Zeile fortgefahren, die sich entlang der Y- oder Z-Achse erstreckt, je nachdem, welche Schrägfläche des Mantels 23 des Pyramidenstumpfes erzeugt wird. Wenn auf diese Weise alle Schrägflächen des Pyramidenstumpfes erzeugt worden sind, beginnt man mit der Erzeugung einer neuen Lichtleitzelle. Starting from a light guide body made of a transparent dielectric, in particular glass, glass ceramic, optoceramic or crystal, the production of the light concentrators with inner boundary surfaces of point locations of locally varied refractive index with the plant takes place 5 , The laser radiation 50 is focused with sufficient field strength to a point 12 at an interface between the inclined surfaces of the shell 23 the light guide 2 and the small base area 22 a light guide 2 lies. Due to the high field strength at the focal point, there is local compaction of the material with refractive index increase at this point location and reduction of compaction around the compaction site with a refractive index depression, that is, a point location with locally varied refractive index. Now, the workpiece holder 10 moved parallel to the top or bottom of the light guide in the Y or Z direction by a piece that is less than the wavelength of the useful light with which the light concentrator is to be used. It is emitted a laser flash and thus again generates a point location with locally varied refractive index. In this way, dot locations are lined up by "writing" to a line along or parallel to the edge between a peripheral sloping surface 23 and the small base area 22 has been completed. Thereafter, the workpiece is adjusted in the X direction by an amount which is smaller than the wavelength of the useful light, with which the light concentrator is to be used. Continuing "dot-writing" creation of new dot locations along a line extending along the Y or Z axis, depending on which beveled surface of the shell 23 of the truncated pyramid is generated. If in this way all oblique surfaces of the truncated pyramid have been generated, one begins with the generation of a new light guide.

Der Laserbeschuss hat die Ätzselektivität des Materials an den erzeugten Grenzflächen verändert. Mit nasschemischem Ätzen des Lichtleitkörpers lassen sich die Rauhigkeiten reduzieren und damit die totalreflektierenden Eigenschaften der inneren Grenzflächen verstärken. The laser bombardment has changed the etch selectivity of the material at the generated interfaces. With wet-chemical etching of the light-conducting body, the roughnesses can be reduced and thus the total reflecting properties of the inner boundary surfaces increased.

Licht-Konzentratoren aus Glas, Glaskeramik, Optokeramik oder Kristall mit Nano-Rissen entlang der inneren Grenzflächen der Lichtleitzellen lassen sich mit der Anlage nach 6 erzeugen. Mikrorisse entstehen durch sehr hohe Leistungen größer 1 MW/cm2. Wenn Mikrorisse mit zu großen Querschnitten erzeugt werden, entsteht unerwünscht hohe Lichtstreuung mit Nutzlicht bei dem fertigen Licht-Konzentrator. Um dies zu vermeiden, wird kurzwelliges Licht im UV-Bereich bei einer Wellenlänge kürzer als 360 nm zur Erzeugung von „Nano-Rissen“ verwendet, wie man dies bei einem frequenzverdreifachten Nd-YAG-Laser (λ = 450,6 nm) oder einem XeF-Laser mit einer Betriebswellenlänge von 351 nm erreichen kann. Dabei soll ein Schwellenwert von größer 2 J/cm2 bei Pulsbreiten von 1 ps überschritten werden. Außerdem kann man zwei fokussierte Strahlen 60, 70 an dem zu erzeugenden Nanoriss kreuzen, wie in 6 dargestellt. Damit gelangt man zu einer Ausdehnung des Risses kleiner 400 nm, so dass die Bezeichnung „Nano-Riss“ gerechtfertigt ist. Die Punktstellen mit der angegebenen kleinen Ausdehnung erzeugen in ihrer Gesamtheit die inneren Grenzflächen, bei denen das Nutzlicht überwiegend reflektiert und nur geringfügig gestreut wird. Für die Verwendung des Licht-Konzentrators im IR-Spektralbereich kann die verwendete Laserwellenlänge auch größer sein. Vorteilhaft ist die Verwendung einer Laserwellenlänge kleiner als die Lichtnutzungswellenlänge. Es können daher auch andere Lasertypen mit einer Laseremission im Wellenlängenbereich von 180–2000 nm verwendet werden. Light concentrators made of glass, glass ceramic, optoceramic or crystal with nano-cracks along the inner boundary surfaces of the light guide can be simulated with the system 6 produce. Microcracks are caused by very high powers greater 1 MW / cm 2 . If microcracks are generated with too large cross sections, undesirably high light scattering with useful light is produced in the finished light concentrator. To avoid this, short-wave light in the UV range at a wavelength shorter than 360 nm is used to generate "nano-cracks", as in a frequency-tripled Nd-YAG laser (λ = 450.6 nm) or a XeF laser can reach with an operating wavelength of 351 nm. In this case, a threshold value of greater than 2 J / cm 2 is to be exceeded at pulse widths of 1 ps. You can also get two focused beams 60 . 70 at the nanoriss to be generated, as in 6 shown. This leads to an extension of the crack less than 400 nm, so that the term "nano-crack" is justified. The point locations with the specified small extent generate in their entirety the inner boundary surfaces at which the useful light is predominantly reflected and only slightly scattered. For the use of the light concentrator in the IR spectral range, the laser wavelength used may also be larger. Advantageously, the use of a laser wavelength is smaller than the light utilization wavelength. Therefore, other laser types with a laser emission in the wavelength range of 180-2000 nm can be used.

Wie im Falle der 5 wird mit der Erzeugung der Nano-Risse in der Nähe der kleineren Basisfläche 22 begonnen, damit eventuell entstehende Gase abgesaugt werden können. Die Schrägflächen des Mantels 23 werden durch Einschreiben erzeugt, dass heißt Punkt für Punkt und Zeile für Zeile abgefahren, bis die inneren Grenzflächen komplettiert sind. Ebenso wie im Falle der 5 kann der Lichtleitkörper danach nasschemisch, anisotrop geätzt werden, um die Licht ablenkende Wirkung der inneren Grenzflächen zu verstärken. As in the case of 5 comes with the generation of nano-cracks near the smaller base area 22 started so that any resulting gases can be sucked. The inclined surfaces of the jacket 23 are created by writing, that is, point by point and line by line traversed until the inner interfaces are completed. As in the case of 5 The optical waveguide can then be wet-chemically anisotropically etched in order to enhance the light-deflecting effect of the inner boundary surfaces.

Die Herstellung der inneren Grenzflächen aus Wandstrukturen von Kanälen wird anhand der 7 erläutert. Wie im Falle der 5 wird in der Nähe der kleinen Basisfläche 22 mit der Bearbeitung des Lichtleitkörpers aus Glas, Glaskeramik, Optokeramik oder Kristall begonnen. Der Laser 7 ist ein gepulster UV-Laser mit λ = 351 nm, da die Lichtabsorption in Glas bei UV-Strahlung sehr hoch ist. Die Energiedichte wird im Bereich größer 100 J/cm2 gewählt. Günstige Pulsbreiten liegen im Bereich von 100 fs bis 10 ns. Wie im Falle der Vorgehensweise nach 5 wird mit der Herstellung der inneren Wandstrukturen in der Nähe der kleinen Basisfläche 22 begonnen. Die Kanäle werden zeilenmäßig durch Laserablation in X-, Y- oder Z-Richtung erzeugt, wodurch die Mantelschrägflächen 23 der Lichtleitzellen 2 gewonnen werden. Bei der Laserablation entstehen Dämpfe, die durch die Absaugeinrichtung 11 entfernt werden. The preparation of the inner boundary surfaces of wall structures of channels is based on the 7 explained. As in the case of 5 will be near the small base area 22 started with the processing of the light guide of glass, glass ceramic, optoceramics or crystal. The laser 7 is a pulsed UV laser with λ = 351 nm, because the light absorption in glass is very high in UV radiation. The energy density is chosen in the range greater than 100 J / cm 2 . Favorable pulse widths are in the range of 100 fs to 10 ns. As in the case of the procedure 5 is associated with the production of the inner wall structures near the small base surface 22 began. The channels are generated line by line by laser ablation in the X, Y or Z direction, whereby the Mantelschrägflächen 23 the light guide 2 be won. During laser ablation, vapors are generated by the suction device 11 be removed.

Wie in 7 angedeutet, befindet sich die größere Basisfläche 21 mit etwas Abstand von der Oberfläche des Lichtleitkörpers 1. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Lichtleitkörper mechanisch zu stark geschwächt wird. Diese Maßnahme der Beabstandung der größeren Basisfläche von der Oberseite des Lichtleitkörpers kann im Übrigen auch bei den Gestaltungen gemäß den Herstellungsverfahren nach 5 und 6 angewendet werden. Im Übrigen können auch die mit der Vorrichtung der 7 erzeugten Kanäle nasschemisch, anisotrop geätzt werden. As in 7 indicated, there is the larger base area 21 with some distance from the surface of the light guide 1 , In this way it is avoided that the light guide is mechanically weakened too much. This measure of the spacing of the larger base area from the upper side of the light guide body can also be found in the designs according to the production method 5 and 6 be applied. Incidentally, with the device of the 7 produced channels wet-chemically, anisotropically etched.

Es ist auch möglich, die Mantelschrägflächen 23 der Lichtleitzellen 2 mit Hilfe von Sägen, Schleifmittel und Poliermittel zu bearbeiten, nachdem eine Schwächung des Lichtleitzellenmaterials entlang der prospektierten Grenzflächen vorgenommen worden ist. Die Schwächung kann durch Laserbestrahlung, gegebenenfalls auch durch zusätzliches Ätzen bewirkt werden. It is also possible, the jacket slopes 23 the light guide 2 with the aid of saws, abrasives and polishing agents after weakening the light guide material along the prospected interfaces. The weakening can be effected by laser irradiation, possibly also by additional etching.

Die Herstellung der inneren, schrägen Grenzflächen 23 mit fokussierten Laserstrahlung senkrecht zur Oberfläche des Lichtleitkörpers ist keine Notwendigkeit; man kann die Laserstrahlrichtung mit der Schräge der inneren Grenzflächen 23 zusammenfallen lassen, wodurch sich eine Glättung dieser Grenzflächen trotz punktförmiger Erzeugung ergibt. Dies kann insbesondere bei der Herstellung der Grenzflächen aus Kanälen gemäß 7 bedeutsam sein. The production of internal, oblique interfaces 23 with focused laser radiation perpendicular to the surface of the light guide is no need; You can use the laser beam direction with the slope of the inner interfaces 23 coincide, resulting in a smoothing of these interfaces despite punctual production. This can in particular in the production of the interfaces of channels according to 7 be significant.

Als Ausgangsmaterial der transparenten Lichtleitkörper eignen sich prinzipiell alle transparenten Dielektrika, ob organischer oder anorganischer Natur. In principle, all transparent dielectrics, whether of an organic or inorganic nature, are suitable as the starting material of the transparent light-conducting bodies.

Als organische Materialien seien genannt:
Bei Kunststoffen (Polymeren): Thermoplaste (nichtkristallin, teilkristallin oder kristallin); Duromere; Elastomere; Thermoplastische Elastomere; Cyclic Olefin Copolymere (COC).
As organic materials may be mentioned:
For plastics (polymers): thermoplastics (non-crystalline, semi-crystalline or crystalline); thermosets; elastomers; Thermoplastic elastomers; Cyclic Olefin Copolymers (COC).

Als anorganische Materialien seien genannt:

  • – Silicatgläser (zum Beispiel Kieselgläser (viele Varianten, insb. der Typen I, II, III und IV, d.h. aus Quarz erschmolzene, synthetisch aus SiF4 hergestellte usw.); Alkalisilicatgläser; Alkali-Erdalkalisilicatgläser (z.B. Natronkalksilicatgläser oder: Natronkalikalksilicatgläser, d.h. Mischalkalikalksilicatgläser oder: Mischalkalistrontiumsilicatgläser, Mischalkalibariumsilicatgläser usw.; Borosilicatgläser (wie z.B. die Schott-Gläser DURAN, FIOLAX, SUPRAX..., insb. eisenarme Varianten davon); Phospho-Silicatgläser (z.B. das Schott-Glas SUPREMAX); Borophospho-Silicatgläser; Aluminosilicatgläser (z.B. Alkali-Aluminosilicatgläser, Alkali-Erdalkali-Aluminosilicatgläser usw., z.B. die GORILLA-Varianten von Corning oder XENSATION-Glas von Schott); Boro-Aluminosilicatgläser, insb. alkalifreie, z.B. die EAGLE-Gläser von Corning; Borophospho-Aluminosilicatgläser; Diverse weitere, z.B. solche, die weitere Minderheitskomponenten oder speziellen Läutermitteln enthalten; Alle obigen und weitere, aber nicht schmelztechnisch hergestellt, sondern nach einem der vielen Sol-Gel-Verfahren);
  • – Boratgläser;
  • – Phosphatgläser;
  • – Fluorphosphatgläser (das sind i.a. optische Gläser);
  • – Weitere optische Gläser (solche mit “Standardkomponenten“ (z.B. das Schott-Glas BK7); solche mit speziellen Komponenten wie Bleioxid, Lanthanoxid, Vanadiumpentoxid usw., z.B. das Schott-Glas SF6);
  • – Lumineszierende Gläser (Sind i.a. seltenerdhaltig und daher lumineszierend. Solche fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Gläser, in welche die erfindungsgemäßen, lichtlenkenden Strukturen eingeschrieben werden, kombinieren die Funktion “Lichtlenkung“ mit der Funktion “Frequenzumwandlung“ bzw. einem “Lasereffekt“.) Lasergläser; Konversionsgläser, usw.);
  • – Solarisationsbeständige Gläser (z.B. mit Ceroxid stabilisierte Gläser), insb. optische Gläser; weltraumtaugliche Gläser
  • – Tellurat- beziehungsweise Telluritgläser;
  • – Halogenidgläser (sind i.a. transparent im Infraroten), Fluoridgläser (einfachster, klassischer Fall: MgF2; darüber hinaus viele komplexe Zusammensetzungsbereiche; Chlorid-, Bromid-, Jodgläser; Gläsern mit mehreren unterschiedlichen (Halogen-)Anionen; Gläser, die neben Halogen-Anionen auch Sauerstoff als Anion enthalten, siehe z.B. die bereits erwähnten Fluorophosphatgläser;
  • – Chalkogenidgläser (sind i.a. nicht transparent im Sichtbaren, aber oft transparent im Infraroten bis zu besonders großen Wellenlängen); Sulfidgläser; Selenidgläser, Ternäre, quaternäre oder noch komplizierter zusammengesetzte Gläser, z.B. aus den Systemen Ge-Se-As-Ge, Ge-S-As, Ge-Se-Sb, Ge-S-As...
  • – Chalkohalidgläser (oft transparent im Infraroten)
  • – Glaskeramiken (die im interessierenden Wellenlängenbereich transparent sind)
  • – Glaskeramiken (die aus erschmolzenen “Grüngläsern“ durch gezielte, thermische Teilkristallisation hergestellt wurden): LAS-Glaskeramiken; MAS-Glaskeramiken; BAS-Glaskeramiken; extrem viele weitere mit diversen weiteren Bestandteilen bzw. Kombinationen daraus, z.B. yttriumhaltige Glaskeramiken; BaTiO3-haltige Glaskeramiken...; extrem viele weitere mit jeweils charakteristischer Kristallitgröße oder -form; Kristallitgrößenverteilungen; Texturen.
  • – Sinterglaskeramiken (die aus Preßlingen von glasigen oder/und bereits kristallinen/teilkristallinen Pulvern hergestellt wurden): große Vielfalt, analog zu den aus massivem Grünglas hergestellten GKn; Sinterglaskeramiken können verschiedene Lumineszenzmaterialien enthalten. Die Lumineszenzmaterialien können z.B. zusammengesetzt sein aus unterschiedlichen Eu dotierten Materialien wie CaS:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrS:Eu, Ba2Si5N8:Eu, Sr2SiO4:Eu, SrSi2N2O2:Eu, SrGa2S4:Eu, SrAl2O4:Eu, Ba2SiO4:Eu, Sr4Al14O25:Eu, SrSiAl2O3N:Eu, BaMgAl10O17:Eu, Sr2P2O7:Eu, SrB4O7:Eu, Y2O3:Eu, YAG:Eu, Ce:YAG:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu, (Y,Gd)2O3:Eu. Lumineszenzmaterialien können co-dotiert oder auch mit anderen Seltenen Erden (Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium) dotiert werden (z.B. LaPO4:Ce,Tb, LaMgAl11O19:Ce,Tb, (Y,Gd,Tb,Lu)AG:Ce, Lu3-x-zAxAl5-y-zScyO12:MnzCaz, Lu2SiO5:Ce, Gd2SiO5:Ce, Lu1-x-y-a-bYxGdy)3 (Al1-zGa)5O12:CeaPrb). Günstige Lumineszenzmaterialien für VUV Anregung sind LaPO4:Pr, YPO4:Pr, (Ca,Mg)SO4:Pb, LuBO3:Pr, YBO3:Pr, Y2SiO5:Pr, SrSiO3:Pb, LaPO4:Ce, YPO4:Ce, LaMgAl11O19:Ce. Bei Anregung mit Röntgenstrahlen können beispielhaft die folgenden Lumineszenzmaterialien verwendet werden: InBO3:Tb+InBO3:Eu, ZnS:Ag, Y2O2S:Tb, Y2SiO5:Tb, Y3(Al,Ga)5O12:Ce, (Zn,Cd)S:Cu,Cl+(Zn,Cd)S:Ag,Cl, Y3(Al,Ga)5O12:Tb, Zn2SiO4:Mn, Zn8BeSi5019:Mn, CaWO4:W, Y2O2S:Eu+Fe2O3, (Zn,Mg)F2:Mn, Y3Al5O12:Tb.
  • – Optokeramiken (Das sind i. a. durch Sintern hergestellte Keramiken, die im interessierenden Wellenlängenbereich transparent sind, d.h. die sehr kleine Körner oder/und brechzahlangepaßte Korngrenzen aufweisen. Die Struktur von Optokeramiken ist in der Regel polykristallin): Spinell-Optokeramiken; Pyrochlor-Optokeramiken; YAG-Optokeramiken; LuAg-Optokeramiken; Yttria-Optokeramiken; ZnSe:Te-Optokeramiken; GOS: Pr, Ce, F, YGO: Eu, Tb, Pr; GGG: Cr, Ce; Seltenerdenhaltige (Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu) und deshalb aktive Optokeramiken
  • – Kristalle (Einkristalle): Saphir (Al2O3); Andere Oxide z.B. ZrO2; Spinell (diverse Zusammensetzungen/Mischungsreihen); Pyrochlor (sehr viele Zusammensetzungen/Stoffsysteme); CaF
As inorganic materials may be mentioned:
  • Silica glasses (for example silica glasses (many variants, in particular of types I, II, III and IV, ie made of quartz, synthetically made of SiF 4, etc.)), alkali-silicate glasses, alkali-alkaline earth silicate glasses (eg soda-lime silicate glasses or soda-calcareous silica glasses, ie mixed-alkali-silicate glasses or : Mixed alkali metal silicate glasses, mixed alkali barium silicate glasses, etc. Borosilicate glasses (such as the Schott glasses DURAN, FIOLAX, SUPRAX ..., especially low iron variants thereof); phospho-silicate glasses (eg the Schott glass SUPREMAX); borophospho-silicate glasses; aluminosilicate glasses (eg Alkali aluminosilicate glasses, alkaline earth alkaline aluminosilicate glasses, etc., eg the GORILLA variants of Corning or XENSATION glass from Schott); Boro-aluminosilicate glasses, in particular alkali-free, eg the EAGLE glasses from Corning; Borophospho-aluminosilicate; Various others, such as those containing other minority components or special refining agents; All of the above and others, but not by melt technology, but by one of the many sol-gel methods);
  • - borate glasses;
  • - phosphate glasses;
  • Fluorophosphate glasses (these are generally optical glasses);
  • - Other optical glasses (those with "standard components" (eg the bulkhead glass BK7), those with special components such as lead oxide, lanthanum oxide, vanadium pentoxide etc., eg the bulkhead glass SF6);
  • Such luminescent or phosphorescent glasses in which the light-guiding structures according to the invention are inscribed combine the function "light guidance" with the function "frequency conversion" or a "laser effect".) Laser glasses; Conversion glasses, etc.);
  • - solarization-resistant glasses (eg glasses stabilized with cerium oxide), in particular optical glasses; space suitable glasses
  • - tellurite or tellurite glasses;
  • - halide glasses (are generally transparent in the infrared), fluoride glasses (simplest, classic case: MgF2, in addition many complex compositional ranges; chloride, bromide, iodine glasses; glasses with several different (halogen) anions; glasses, in addition to halogen anions also contain oxygen as anion, see for example the already mentioned fluorophosphate glasses;
  • - Chalcogenide glasses (are generally not transparent in the visible, but often transparent in the infrared up to very large wavelengths); Sulfide glasses; Selenide glasses, ternary, quaternary or even more complicated composite glasses, eg from the systems Ge-Se-As-Ge, Ge-S-As, Ge-Se-Sb, Ge-S-As ...
  • - Chaohalide glasses (often transparent in the infrared)
  • Glass ceramics (which are transparent in the wavelength range of interest)
  • Glass ceramics (which have been produced from melted "green glasses" by targeted thermal partial crystallization): LAS glass ceramics; MAS glass ceramics; BAS glass-ceramics; extremely many more with various other constituents or combinations thereof, eg yttrium-containing glass-ceramics; BaTiO3-containing glass ceramics ...; extremely many others, each with a characteristic crystallite size or shape; crystallite size; Textures.
  • Sintered glass ceramics (which were produced from compacts of glassy and / or already crystalline / semicrystalline powders): great diversity, analogous to the GKn produced from solid green glass; Sintered glass ceramics may contain various luminescent materials. The luminescent materials may, for example, be composed of different Eu doped materials such as CaS: Eu, Sr 2 Si 5 N 8 : Eu, SrS: Eu, Ba 2 Si 5 N 8 : Eu, Sr 2 SiO 4 : Eu, SrSi 2 N 2 O 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, SrAl 2 O 4 : Eu, Ba 2 SiO 4 : Eu, Sr 4 Al 1 4 O 25 : Eu, SrSiAl 2 O 3 N: Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Eu, SrB 4 O 7 : Eu, Y 2 O 3 : Eu, YAG: Eu, Ce: YAG: Eu, (Y, Gd) BO 3 : Eu, (Y, Gd) 2 O 3 : Eu. Luminescent materials can be co-doped or doped with other rare earths (scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium) (eg LaPO 4 : Ce, Tb, LaMgAl 11 O 19 : Ce, Tb, (Y, Gd, Tb, Lu) AG: Ce, Lu 3-xz A x Al 5-yz Sc y O 12 : Mn z Ca z , Lu 2 SiO 5 : Ce, Gd 2 SiO 5 : Ce, Lu 1-xyab Y x Gd y ) 3 (Al 1-z Ga) 5 O 12 : Ce a Pr b ). Favorable luminescent materials for VUV excitation are LaPO 4 : Pr, YPO 4 : Pr, (Ca, Mg) SO 4 : Pb, LuBO 3 : Pr, YBO 3 : Pr, Y 2 SiO 5 : Pr, SrSiO 3 : Pb, LaPO 4 : Ce, YPO 4 : Ce, LaMgAl 11 O 19 : Ce. For excitation with X-rays, the following luminescent materials can be used by way of example: InBO 3 : Tb + InBO 3 : Eu, ZnS: Ag, Y 2 O 2 S: Tb, Y 2 SiO 5 : Tb, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Zn, Cd) S: Cu, Cl + (Zn, Cd) S: Ag, Cl, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb, Zn 2 SiO 4 : Mn, Zn 8 BeSi 5 0 19 : Mn, CaWO 4 : W, Y 2 O 2 S: Eu + Fe 2 O 3 , (Zn, Mg) F 2 : Mn, Y 3 Al 5 O 12 : Tb.
  • - Optoceramics (These are in general ceramics produced by sintering which are transparent in the wavelength range of interest, ie have very small grains and / or refractive index matched grain boundaries The structure of optoceramics is usually polycrystalline): spinel optoceramics; Pyrochlore opto-ceramics; YAG opto-ceramics; Luag-opto-ceramics; Yttria-opto-ceramics; ZnSe: Te-opto-ceramics; GOS: Pr, Ce, F, YGO: Eu, Tb, Pr; GGG: Cr, Ce; Rare earth-containing (Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu) and therefore active optoceramics
  • - crystals (single crystals): sapphire (Al2O3); Other oxides eg ZrO2; Spinel (various compositions / mixtures); Pyrochlore (very many compositions / material systems); CaF

Viele der oben aufgelisteten Materialien sind nicht nur im sichtbaren, sondern auch mehr oder weniger weit im Infraroten hinreichend transparent. Somit können in diese mit den erfindungsgemäßen Verfahren analoge, IR-optisch wirksame Strukturen eingeschrieben werden, wofür wiederum Infrarot-Laser als Werkzeuge ausreichen. Aufgrund der größeren Wellenlängen können hierbei Spot-Größe und Strukturierung gröber sein. Many of the materials listed above are not only transparent in the visible, but also more or less far infrared. Thus, in these with the inventive method analog, IR-optically active structures can be written, for which in turn sufficient infrared lasers as tools. Due to the longer wavelengths, spot size and structuring may be coarser.

Manche der oben aufgelisteten Materialien wie z.B. Kieselgläser oder hocheisenarme Gläser sind auch mehr oder weniger weit im Ultravioletten hinreichend transparent. Entsprechend können in diese mit den erfindungsgemäßen Verfahren auch UV-optisch wirksame Strukturen eingeschrieben werden, wobei jetzt aber die Spot-Größe kleiner und die Strukturierung feiner sein müssen. Einige der aufgelisteten Materialien sind geeignet um Anteile des Lichtspektrums in eine andere Wellenlänge oder ein Wellenlängenspektrum zu konvertieren. Dies ermöglicht einerseits eine Erhöhung der Effizienz von Solarzellen, da der Wirkungsgrad von Photosolarzellen wellenlängenabhängig ist. Anderseits kann auch Roentgenlicht in sichtbares Licht konvertiert werden. Bei Verwendung von Leuchtquellen wie LED, OLED oder Laser kann das emittierte Licht auch in eine andere Wellenlänge oder in ein anders Wellenlängenspektrum konvertiert werden. Some of the materials listed above, such as silica glass or high-iron glasses are also more or less widely transparent in the ultraviolet. Accordingly, UV-optically active structures can also be inscribed in them using the methods according to the invention, but now the spot size must be smaller and the structuring must be finer. Some of the listed materials are suitable for converting portions of the light spectrum to a different wavelength or wavelength spectrum. On the one hand, this makes it possible to increase the efficiency of solar cells, since the efficiency of photo-solar cells is wavelength-dependent. On the other hand, X-ray light can also be converted into visible light. When using light sources such as LED, OLED or laser, the emitted light can also be converted to a different wavelength or in a different wavelength spectrum.

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Claims (21)

Licht-Konzentrator oder -Verteiler zur Bündelung von Licht auf eine Mehrzahl von Lichtempfangselemente oder zur Aufspreizung und Kollimierung des Lichtes von kleinflächigen Lichterzeugern, umfassend: einen transparenten Lichtleitkörper (1) aus einem transparenten Dielektrikum mit einer oder einer Mehrzahl von Lichtleitzellen (2) in Form von größeren oder kleineren Basisflächen (21, 22) aufweisenden Pyramidenstümpfen, Kegelstümpfen, Paraboloidenstümpfen oder konischen Waben, deren Mäntel (23) als innere Grenzflächen im Lichtleitkörper (1) ausgebildet sind, wobei die inneren Grenzflächen in die Lichtleitzellen (2) eintretendes Licht durch Beugung, Reflexion oder Totalreflexion auf eine der Basisflächen (21, 22) zu lenken vermögen und die inneren Grenzflächen sich aus Luftspalten, Brechungsindexsprüngen, oder aus punktförmigen oder nanorissförmigen Strukturierungselementen zusammen setzen A light concentrator or splitter for condensing light onto a plurality of light-receiving elements or for diffusing and collimating the light from small-area light generators, comprising: a transparent light-conducting body ( 1 ) of a transparent dielectric having one or a plurality of light-directing ( 2 ) in the form of larger or smaller base areas ( 21 . 22 ) truncated pyramids, truncated cones, paraboloidal stumps or conical honeycombs, whose coats ( 23 ) as inner boundary surfaces in the light guide body ( 1 ) are formed, wherein the inner boundary surfaces in the light guide ( 2 ) incoming light by diffraction, reflection or total reflection on one of the base surfaces ( 21 . 22 ) and the inner boundary surfaces are composed of air gaps, jumps in refractive index, or punctiform or nanoscale structuring elements Licht-Konzentrator oder -Verteiler nach Anspruch 1, wobei die Luftspalte zur Bildung der inneren Grenzflächen aus Wandstrukturen von Kanälen bestehen, die durch Materialabtrag mittels Laser erzeugbar sind.  The light concentrator or manifold of claim 1, wherein the air gaps for forming the inner interfaces are wall structures of channels that are laser ablatable. Licht-Konzentrator oder -Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der transparente Lichtleitkörper (1) Stabform oder Plattenform mit einer oder mehreren Reihen von Lichtleitzellen (2) aufweist. Light concentrator or distributor according to claim 1 or 2, wherein the transparent light guide body ( 1 ) Bar shape or plate form with one or more rows of light guides ( 2 ) having. Licht-Konzentrator- oder Verteiler nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Lichtleiterzellen (2) in Reihen angeordnet sind. Light concentrator or distributor according to one of claims 1-3, wherein the light guide cells ( 2 ) are arranged in rows. Licht-Konzentrator- oder Verteiler nach einem der Ansprüche 1–4, wobei jeder Lichtleitzelle (2) oder jeder Reihe von Lichtleitzellen (2) eine optische Linse (24, 27) zugeordnet ist. A light concentrator or distributor according to any one of claims 1-4, wherein each light guide ( 2 ) or each row of light guides ( 2 ) an optical lens ( 24 . 27 ) assigned. Beleuchtungsvorrichtung mit einer kleinflächigen Lichtquelle und einem Lichtverteiler nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die kleinflächige Lichtquelle mindestens eine LED, oder einen OLED, oder einen Laser umfasst und an der kleineren Basisfläche (22) der Lichtleitzelle (2) angeordnet ist und Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich abgibt. Lighting device with a small-area light source and a light distributor according to one of claims 1-5, wherein the small-area light source comprises at least one LED, or an OLED, or a laser and at the smaller base area ( 22 ) of the light guide ( 2 ) and emits light in a certain wavelength range. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das transparente Dielektrikum mit einem fluoreszierenden Material dotiert ist, um Anteile des eintretenden Lichtes des bestimmten Wellenlängenbereiches zu absorbieren und Licht bei einem anderen Wellenlängenbereich zu emittieren.  The illumination device of claim 6, wherein the transparent dielectric is doped with a fluorescent material to absorb portions of the incoming light of the particular wavelength range and to emit light at a different wavelength range. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der absorbierte Anteil des eintretenden Lichtes höchstens 50 % beträgt.  Lighting device according to claim 7, wherein the absorbed portion of the incoming light is at most 50%. Photovoltaische oder Photoempfängervorrichtung, umfassend eine oder eine Mehrzahl von Photosolarzellen oder von Photdetektoren und einen Licht-Konzentrator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Photosolarzelle oder der Photodetektor (4) an der kleineren Basisfläche (22) der Lichtleitzelle (2) angeordnet ist. A photovoltaic or photoreceptor device comprising one or a plurality of photo-solar cells or photodetectors and a light concentrator according to any one of claims 1 to 5, wherein the photo-solar cell or photodetector ( 4 ) at the smaller base area ( 22 ) of the light guide ( 2 ) is arranged. Verfahren zur Erzeugung von Licht-Konzentratoren oder -Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines transparenten Lichtleitkörpers (1) als Werkstück mit der äußeren Form des herzustellenden Licht-Konzentrators oder -Verteilers, – Herstellen von Kanälen in dem Lichtleitkörper (1) entlang der Mäntel (23) von Pyramidenstümpfen, Kegelstümpfen oder konischen Waben unter Benutzung von Sägen, Schleifmittel oder Poliermittel, zur Bildung von Lichtleitzellen (2) mit inneren Grenzflächen, an denen in den Lichtleitkörper (1) eintretendes Licht durch Reflexion oder Totalreflexion auf eine Basisfläche (21, 22) der Lichtleitzelle (2) gelenkt wird. Method for producing light concentrators or distributors according to one of Claims 1 to 5, comprising the following steps: - Providing a transparent light-conducting body ( 1 ) as a workpiece with the outer shape of the light concentrator or distributor to be produced, - production of channels in the light guide body ( 1 ) along the coats ( 23 ) of truncated pyramids, truncated cones or conical honeycombs using saws, abrasives or polishers, for the formation of light guides ( 2 ) with inner boundary surfaces, in which in the light guide body ( 1 ) entering light by reflection or total reflection on a base surface ( 21 . 22 ) of the light guide ( 2 ) is directed. Verfahren zur Erzeugung von Licht-Konzentratoren oder -Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines transparenten Lichtleitkörpers (1) als Werkstück mit der äußeren Form des herzustellenden Licht-Konzentrators oder -Verteilers. – Herstellen von Kanälen in dem Lichtleitkörper (1) entlang der Mäntel (23) von Pyramidenstümpfen, Kegelstümpfen, Paraboloidstümpfen oder konischen Waben mit vorbereitender unterstützender Laserbestrahlung der inneren Grenzflächen der Lichtleitzellen und Ätzen der Lichtleitkörper entlang der laserbestrahlten inneren Grenzflächen. Method for producing light concentrators or distributors according to one of Claims 1 to 5, comprising the following steps: - Providing a transparent light-conducting body ( 1 ) as a workpiece with the outer shape of the light concentrator or distributor to be produced. - Production of channels in the light guide body ( 1 ) along the coats ( 23 ) of truncated pyramids, truncated cones, Paraboloidstümpfen or conical honeycomb with preparatory supporting laser irradiation of the inner boundary surfaces of the Lichtleitzellen and etching of the light guide along the laser-irradiated inner boundary surfaces. Verfahren zur Erzeugung von Licht-Konzentratoren oder -Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines transparenten Lichtleitkörpers (1) als Werkstück mit der äußeren Form des herzustellenden Licht-Konzentrators oder -Verteilers, b) Fokussieren von Laserstrahlung (50, 60, 70) auf eine prospektierte Punktstelle (12) des Mantels (23) einer herzustellenden Lichtleitzelle (2) und Erzeugung eines Strukturierungselementes an der Punktstelle, c) Verstellen des Werkstückes relativ zu der fokussierten Laserstrahlung auf eine neue prospektierte Punktstelle des Mantels (23) der gerade herzustellenden Lichtleitzelle (2), d) Wiederholen der Schritte b) und c) für immer neue prospektierte Punktstellen der gerade herzustellenden Lichtleitzelle (2), bis diese vervollständigt ist, e) Fokussieren von Laserstrahlung (50, 60, 70) auf eine prospektierte Punktstelle des Mantels (23) einer weiteren Lichtleitzelle (2) und Erzeugung eines Strukturelementes an der Punktstelle, f) Widerholen der Schritte c) und d) für jeweils herzustellende Lichtleitzellen (2), bis der Licht-Konzentrator oder -Verteiler hergestellt ist. Method for producing light concentrators or distributors according to one of claims 1 to 5, comprising the following steps: a) providing a transparent light-conducting body ( 1 ) as a workpiece with the outer shape of the light concentrator or distributor to be produced, b) focusing laser radiation ( 50 . 60 . 70 ) to a prospected point ( 12 ) of the jacket ( 23 ) of a light guide ( 2 ) and creation of a structuring element at the point location, c) adjustment of the workpiece relative to the focused laser radiation to a new prospected point location of the sheath ( 23 ) of the light guide ( 2 ), d) repeating steps b) and c) for ever new prospected point locations of the light guide currently to be produced ( 2 until this is completed, e) focusing laser radiation ( 50 . 60 . 70 ) to a prospected point location of the mantle ( 23 ) one another light guide ( 2 ) and generation of a structural element at the point location, f) repeating steps c) and d) for each light guide to be produced ( 2 ) until the light concentrator or manifold is made. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Femtosekundenlaser (5) zur Erzeugung von Punktstellen mit variiertem Brechungsindex eingesetzt wird, wobei im Brennpunkt der Laserstrahlung durch hohe Feldstärke eine Verdichtung des Materials mit Erhöhung des Brechungsindex und im Nachbarbereich des Brennpunktes eine Verdünnung des Materials mit Verringerung des Brechungsindex einhergeht. The method of claim 12, wherein a femtosecond laser ( 5 ) is used to produce point locations with a varied refractive index, wherein in the focal point of the laser radiation by high field strength, a densification of the material with increasing the refractive index and in the vicinity of the focal point, a dilution of the material with reduction of the refractive index is associated. Verfahren nach Anspruch 12, wobei gepulste Laserstrahlung (60, 70) mit Wellenlänge kürzer 2000 nm, vorzugsweise kürzer 360 nm und einer Energiedichte größer 2 J/cm2 an den Punktstellen zur Bildung von Nano-Rissen eingesetzt wird. The method of claim 12, wherein pulsed laser radiation ( 60 . 70 ) with wavelength shorter than 2000 nm, preferably shorter 360 nm and an energy density greater than 2 J / cm 2 is used at the point locations for the formation of nano-cracks. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Punktstellen mit Laserstrahlung (60, 70) aus zwei Laserquellen (6, 7) bearbeitet werden. The method of claim 14, wherein the point locations are laser radiation ( 60 . 70 ) from two laser sources ( 6 . 7 ) to be edited. Verfahren nach Anspruch 12, wobei gepulste Laserstrahlung (70) mit Wellenlänge kürzer als 2000 nm, vorzugsweise kürzer 350 nm und mit einer Energiedichte größer 100 J/cm2 entlang von prospektierten Kanälen im Werkstück angewendet werden. The method of claim 12, wherein pulsed laser radiation ( 70 ) having wavelengths shorter than 2000 nm, preferably shorter than 350 nm and having an energy density greater than 100 J / cm 2 along prospected channels in the workpiece. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei entstehende Dämpfe während der Prozessierung abgesaugt werden.  Method according to one of claims 14 to 16, wherein resulting vapors are extracted during processing. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 17, umfassend: – einen Laser (5, 6, 7) zur Abgabe von Laserstrahlung (50, 60, 70) vorgegebener Intensität, – ein Mikroskopobjektiv (57, 67, 77) zur Fokussierung der Laserstrahlung auf einen Brennpunkt, – eine Steuereinrichtung (58, 68, 78) mit Leistungsmesser (56, 66, 76) der Laserstrahlung zur Steuerung und Regelung des Lasers (5, 6, 7) hinsichtlich Pulsabgabe und Strahlungsintensität, und – einen Werkstückhalter (10) zur Positionierung eines Werkstückes (1) relativ zu dem Brennpunkt der Laserstrahlung und zur Verschiebung des Werkstückes um Verstellbeträge auch weniger als die Wellenlänge des Nutzlichtes im hergestellten Licht-Konzentrator oder -Verteiler. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 12 to 17, comprising: - a laser ( 5 . 6 . 7 ) for emitting laser radiation ( 50 . 60 . 70 ) given intensity, - a microscope objective ( 57 . 67 . 77 ) for focusing the laser radiation onto a focal point, - a control device ( 58 . 68 . 78 ) with power meter ( 56 . 66 . 76 ) of the laser radiation for controlling and regulating the laser ( 5 . 6 . 7 ) with regard to pulse output and radiation intensity, and - a workpiece holder ( 10 ) for positioning a workpiece ( 1 ) relative to the focal point of the laser radiation and the displacement of the workpiece by Verstellbeträge also less than the wavelength of the useful light in the produced light concentrator or distributor. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Laser ein Ti:Al2O3-Laser (5) mit Pulsbreite kleiner 100 fs und Wellenlänge kürzer als 1000nm, vorzugsweise im Bereich von 850 nm ist. Apparatus according to claim 18, wherein the laser is a Ti: Al 2 O 3 laser ( 5 ) with pulse width less than 100 fs and wavelength shorter than 1000 nm, preferably in the range of 850 nm. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Laser ein XeF-Laser (7) und/oder ein Nd-YAG-Laser (6) mit Pulsbreite im Bereich von 1 ps und Wellenlänge kürzer als 400 nm ist. Apparatus according to claim 18, wherein the laser is an XeF laser ( 7 ) and / or an Nd-YAG laser ( 6 ) having a pulse width in the range of 1 ps and wavelength shorter than 400 nm. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Laser ein XeF-Laser (7) mit Pulsbreite im Bereich von 100 fs bis 10ns und einer Wellenlänge kürzer als 400 nm ist. Apparatus according to claim 18, wherein the laser is an XeF laser ( 7 ) having a pulse width in the range of 100 fs to 10 ns and a wavelength shorter than 400 nm.
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